全定制方法论将从虚拟货币和AI芯片扩散到其他计算领域

摘要：随着半导体技术进步带来的好处越来越少，分层设计解决了芯片设计复杂度的问题。 采用全定制的方法论，在3-6个月内，设计出的芯片性能比传统APR（Automatic Placement and Routing）方法论设计的芯片性能提升了大约一个数量级。

深圳比特微电子董事长杨作兴

集微网报道（文/乐川）由于2017年比特币价格暴涨，矿工挖矿利润一度高达1400%。 即使在比特币价格跌至6000美元之后，矿工们的热情似乎也没有丝毫动摇，可见这个行业“水很深”。 不过，目前对比特币矿机的需求依然旺盛。 目前，比特币矿机行业市场集中度较高。 前两位（比特大陆、嘉楠耘智）的市场份额占据了80%以上的市场份额。 行业竞争是寡头垄断 在目前的市场格局下，仍有新玩家入局。

比特币矿机芯片的发展经历了从CPU、GPU、FPGA到ASIC四个过程。 在这个过程中，提供算力的芯片逐渐从通用型转向挖矿专用型，即ASIC芯片。

在2018年不久前召开的第二届集微半导体峰会上，深圳比特微电子董事长、总经理兼CTO杨作兴针对该应用提出了全定制方法论。 他指出，全定制方法学是集成电路设计方法之一，类似的方法还有定制方法、半定制方法以及可编程逻辑器件和逻辑单元阵列设计方法。 随着半导体工艺升级一代，带来的好处越来越少，已经接近采用全定制设计本身带来的好处。

杨作兴解释说，全定制设计主要在晶圆厂单元库、逻辑综合和RTL设计版图三个设计环节采用定制和手工设计。 比特微通过180nm 900MHZ RFID TAG芯片、28nm和16nm BTC芯片等项目实践证明，全定制设计的优势在于CELL优化、PLACEMENT优化、时钟优化和门级网表优化在方法论上。 在这方面，功耗优化、面积优化和成本优化都有了很大的提升。 采用全定制的方法论，在3-6个月内，设计出的芯片性能比传统APR（Automatic Placement and Routing）方法论设计的芯片性能提升了大约一个数量级。

他以RFID芯片的设计为例手动计算挖比特币，他表示，通过采用人工逻辑综合，面积扩大了一倍，功耗优化了5倍。 在BTC领域，功耗优化更为重要。 与竞品相比，神马M3和M10矿机功耗和成本优化分别提升了11.88倍和5.54倍。

具体到设计过程中的四项优化，比特微自有的单元库、面积和功耗都是台积电的三分之一； 手动布局可以提高60%-97%的利用率； 时钟优化可促进计算误差 峰值运行优化功耗两倍； 手动门级网表可以大大优化功耗和门数等参数。

杨作兴强调，随着半导体技术进步带来的好处越来越少，分层设计解决了芯片设计复杂度的问题。 他认为手动计算挖比特币，全定制方式将首先成为虚拟货币和人工智能领域的主要方法论，然后逐渐扩展到手机、PC、服务器和物联网领域。

比特微成立于2016年7月，主营业务为区块链、人工智能领域ASIC芯片及产品/解决方案的研发、生产和销售，并提供相应的系统解决方案和技术服务。 创始团队是国内最早将专用集成电路引入区块链计算设备领域的团队之一。

杨作兴主导设计了28nm低功耗高性能区块链BT1000芯片，应用产品销售额突破20亿元。 第二代16nm芯片BT1800芯片在性能、工艺、性价比等方面均处于行业领先水平，预计将创造约100亿元的销售额。 除了目前专注于区块链领域，比特微响应国家芯片战略。 根据公司发展战略和规划，拟通过自主研发和战略合作，将芯片及产品核心研发能力向人工智能等其他产业转移。 计算领域探索扩展。